三錄儀和手提大腦掃描儀

在將來，磁共振成像（MRI）機器不需要像今天在醫院里面的設備那么巨大，要重好幾噸，占據整個房間。它可能會小到手機，或一分錢硬幣那樣大。

1993年，伯恩哈德·布呂米希（Bernhard Blumich）和他的同事，當他們還在德國美因茨（Mainz）麥克斯·普朗克塑料研究所（Max Planck Institute for Polymer Research）工作的時候，偶爾發現一個能夠創造小型磁共振成像（MRI）機器的新穎的想法。他們建了一個新機器，叫做鼠型磁共振成像儀（MRI-MOUSE），一種可移動的通用表面探測器，當前大約1英尺（30.5厘米）高，有一天磁共振成像儀也許會像咖啡杯那樣大，會在部門的商店出售。醫學也許會因此產生一次革命，因為人們可以在自己房間里私下進行MRI掃描。布呂米希（Blumich）幻想有一天，一個不太遙遠的將來，人們可以用個人的鼠型磁共振成像儀搜遍全身，在一天的任何時間里查看身體內部。計算機將會分析圖片和診斷任何疾病。“也許像《星際迷航》中的三錄儀（tricorders）那樣的東西不要等得太久就會出現了?！彼詈笳f。

〔磁共振成像（MRI）掃描的工作原理類似于羅盤指針。羅盤指針的北極立即與地球磁場對齊。因此當人的身體放在磁共振成像掃描儀中，原子的核就像羅盤指針一樣與磁場對齊。然后，一個無線電脈沖發送到身體里使原子核上下翻轉。最終，當原子核反轉回來回到原位時，發射一個二次無線電脈沖，或“回聲”?！?/p>

他的小型磁共振成像儀的關鍵是非均勻磁場。通常，今天的磁共振成像儀之所以體積這樣大的原因是需要把身體放在極均勻的磁場中。磁場越均勻，得出的圖像就更詳細，今天的分辨率可以低至1毫米的十分之一。為了得到均勻的磁場，物理學家用了兩個大的線圈，直徑大約2英尺（61厘米），一個堆疊在另一個上面。這個線圈叫做赫爾姆霍茲（Helmholtz）線圈，在兩個線圈之間的空間中提供均勻的磁場。然后，將人體沿著這兩個大磁鐵的軸放好。

但是如果使用非均勻的磁場，得出的圖像是扭曲的，那是沒有用的。這是幾十年來磁共振成像儀面臨的問題。但是，布呂米希碰巧發現一個巧妙的方法補償這個扭曲，他是通過發送多個無線電脈沖到樣品中，然后檢測產生的回波。然后用計算機分析這些回波，補償非均勻磁場產生的扭曲。

今天，布呂米希的手提鼠型磁共振成像儀使用一個小型的U形磁鐵，在U形磁鐵的每一端產生北極和南極。將這個磁鐵放在患者身上，移動磁鐵可以看透皮膚下面幾英寸。標準的磁共振成像儀要消耗大量的電能，必須有特殊的電源接口，而鼠型磁共振成像儀所用的電力相當于普通的燈泡。

在布呂米希早期的試驗中，他把鼠型磁共振成像儀放在像人體組織一樣的軟橡膠胎的上面。這樣就可直接用在商業上：快速檢驗產品的缺陷。通常的磁共振成像儀不能用在含有金屬的物體上，如輻射型鋼帶輪胎。因為鼠型磁共振成像儀僅用很弱的磁場，所以沒有這個限制。（常規的磁共振成像儀的磁場強度為地球磁場的20000倍。在磁場開啟時，金屬工具會突然飛出來打到護士和技術人員的身上，引起嚴重損傷。鼠型磁共振成像儀沒有這樣的問題。）

鼠型磁共振成像儀不僅用于分析含有鐵金屬的物體是理想的，它也能夠分析太大的放不進常規磁共振成像儀的物體，或者不能移動位置的物體。例如，在2006年用鼠型磁共振成像儀成功地產生了奧茨（Otzi）冰人內部的圖像，這是1991年在阿爾卑斯山發現的冰凍的尸體。在奧茨冰人的身上到處移動U形磁鐵，它成功地揭示了這個冰凍的身體的各層組織。

在將來，鼠型磁共振成像儀可以做得更小，使大腦的磁共振成像掃描儀小到像手機那樣大。到那時，掃描大腦識別一個人的思想就不是什么問題了。最終，磁共振成像掃描儀也許薄得像硬幣，幾乎看不到。它也許類似功率不大的腦電波掃描儀，你戴上一個塑料帽，上面有很多電極附在頭上。（如果你把這些手提式的磁共振成像盤放在指尖上，然后把它們放在人的頭上，這就好像進行了《星際迷航》中的火神智力融合一樣。）